Inleiding: chirurgen in het Verenigd Koninkrijk en Europa gebruiken over het algemeen een dunnere cementmantel dan hun tegenhangers in de VS voor de femorale component in total heup replacement (thr). Het doel van deze studie was om de prestaties van verschillende diktes van cementmantel te vergelijken met behulp van eindige-elementenanalyse. De maatregelen waarmee een vergelijking kan worden gemaakt omvatten cementscheuren, verzakking, migratie en stress afscherming. In deze studie gebruiken we een lineair-elastisch model van het geïmplanteerde dijbeen om een voorspelling te geven van de spanningen in de cementmantel en in de femorale cortex. Deze maatregelen geven een indicatie van de relatieve mate van cementscheuring en verlies van botvoorraad als gevolg van stress afscherming. Om de betrouwbaarheid van ons model in het vertegenwoordigen van patiënten met verschillende botdichtheden te beoordelen, gebruiken we een reeks van annulerende botstijfheid.
methode: Twee kadaverachtige femora van dezelfde donor werden met identieke plastic replica femorale componenten geïmplanteerd volgens de standaard chirurgische techniek voor het Stanmore heup systeem. De ene werd voorbereid met behulp van Britse rasps, over-ruimen door ~2mm, de andere met behulp van Amerikaanse rasps, over-ruimen door ~5mm. seriële CT-scans werden gebruikt om driedimensionale geometrische modellen van de geïmplanteerde femora te creëren. Twee eindige elementenmazen werden met de hand gebouwd in MSC. Marc finite element software, met inbegrip van corticale en cancelous bot, bot cement en prothese. Elk model bestond uit 10.000 acht-noded bakstenen elementen, met een volledig gebonden Steel-cement interface. De dikke en dunne cementmantels hadden diktes van respectievelijk 2,5 mm en 1,0 mm, in gebieden waar de dikte wordt beïnvloed door rasp grootte. Modellen waren identiek in het distale medullaire kanaal. Corticale bot werd gemodelleerd als transversaal isotroop, met longitudinale en transversale moduli van 17,0 en 11,5 GPa. Botcement kreeg een modulus van 2,7 GPa. De beladingsomstandigheden werden gekozen om de hiel-slagfase van de gang weer te geven. Om de impact van de variabiliteit in botdichtheid van patiënten te beoordelen, varieerde de anabole botmodulus tussen 0,06 en 2,90 GPa.
resultaten: equivalente spanning werd onderzocht aan de buitenzijde van de cortex en aan de binnenzijde van de cementmantel. De laagste corticale botspanningen waren proximaal en de hoogste cementspanningen rond de distale punt van de prothese. In de proximale cortex werden hogere equivalente spanningen waargenomen mediaal en lateraal met een dikke cementmantel. Distaal werden lagere cementspanningen waargenomen in de dikke cementmantel. Met de hoogste annulerende modulus was er weinig verschil tussen de twee modellen. Naarmate deze modulus werd verminderd, werden stressverschillen tussen de modellen duidelijker. Voor alle buigvormige botmoduli waren de distale cementspanningen lager en de minimale proximale calcarspanningen hoger in de dikke cementmantel.
discussie: proximale stress afscherming was het grootst in het calcar, in overeenstemming met de klinische bevindingen. De dikkere cementmantel leidde tot minder stress afscherming in deze regio. Cementspanningen, het hoogst rond de distale punt van de prothese, waren groter in de dunne cementmantel. Dit suggereert een hogere snelheid van zowel kraken als botresorptie in dunne cementmantels. Hoewel waargenomen over een reeks van afgestompte botstijfheid, geldt deze bevinding in het bijzonder voor patiënten met een lage botdichtheid.
